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主流CPU技术参数速查

2005-04-19 21:03:01 文章来源:泥客论坛 字体:
CPU是电脑的心脏,一台电脑所使用的CPU基本决定了这台电脑的性能和档次。在我们决定购买哪款CPU或者阅读有关CPU的文章时,经常会见到例如外频、倍频、缓存等参数和术语。本文将首先带领你认识这些参数和术语,然后将2002年主流CPU的技术参数列出,供读者速查。

CPU(Central Pocessing Unit)

中央处理器,是计算机的大脑。它的工作速度快慢直接影响到整部电脑的运行速度。CPU集成上万个晶体管,可分为控制单元(Control Unit,CU)、逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU)、存储单元(Memory Unit,MU)三大部分。以内部结构可分为:整数运算单元、浮点运算单元、MMX单元、L1 Cache单元和寄存器等。

主频

CPU内部的时钟频率,是CPU进行运算时的工作频率。一般来说,主频越高,一个时钟周期里完成的指令数也越多,CPU的运算速度也就越快。但由于内部结构不同,并非所有时钟频率相同的CPU性能一样。

外频

即系统总线,CPU与周边设备传输数据的频率,具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。

倍频

以前并没有倍频概念,CPU的主频和系统总线的速度是一样的,但CPU的速度越来越快,倍频技术也就应运而生。它可使系统总线工作在相对较低的频率上,而CPU速度可以通过倍频来无限提升。那么CPU主频的计算方式变为:主频=外频×倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数,当外频不变时,提高倍频,CPU主频也就越高。

例如Pentium 4 2.0GHz,其外频为100MHz,倍频为20,那么计算公式就为:100MHz×20=2000MHz,即2.0GHz。

缓存(Cache)

CPU进行处理的数据信息多是从内存中调取的,但CPU的运算速度要比内存快得多,为此在此传输过程中放置一存储器,存储CPU经常使用的数据和指令。这样可以提高数据传输速度。缓存可分一级缓存和二级缓存。

其中,一级缓存(L1 Cache)集成在CPU内部中,用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存。由于缓存指令和数据与CPU同频工作,L1级高速缓存缓存的容量越大,存储信息越多,可减少CPU与内存之间的数据交换次数,提高CPU的运算效率。但因高速缓冲存储器均由静态RAM组成,结构较复杂,在有限的CPU芯片面积上,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。二级缓存(L2 Cache)的存在是由于L1级高速缓存容量的限制,为了再次提高CPU的运算速度,在CPU外部放置一高速存储器,即二级缓存。工作主频比较灵活,可与CPU同频,也可不同。CPU在读取数据时,先在L1中寻找,再从L2寻找,然后是内存,在后是外存储器。所以L2对系统的影响也不容忽视。由于芯片制造工艺的提高,L2级缓存已集成于CPU中。

生产工艺:在生产CPU过程中,要进行加工各种电路和电子元件,制造导线连接各个元器件。其生产的精度以微米(μm)来表示,精度越高,生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件,连接线也越细,提高CPU的集成度,CPU的功耗也越小。

工作电压:是指CPU正常工作所需的电压,提高工作电压,可以加强CPU内部信号,增加CPU的稳定性能。但会导致CPU的发热问题,CPU发热将改变CPU的化学介质,降低CPU的寿命。早期CPU工作电压为5V,随着制造工艺与主频的提高,CPU的工作电压有着很大的变化,Pentium 4 CPU的电压为1.5V,解决了CPU发热过高的问题。

多媒体指令集:对于CPU来说,在基本功能方面,它们的差别并不太大,基本的指令集。也都差不多,但是厂家为了提升它某一方面性能,又开发了扩展指令集,扩展指令集定义了新的数据和指令,能够大大提高某方面数据处理能力。在多媒体指令集方面,最著名的就是Intel的MMX和AMD的3Dnow!。

MMX(Multi Media eXtension,多媒体扩展指令集)指令集是Intel公司于1996年推出的一项多媒体指令增强技术。MMX指令集中包括有57条多媒体指令,通过这些指令可以一次处理多个数据,在处理结果超过实际处理能力的时候也能进行正常处理。这样在软件的配合下,就可以得到更高的性能。MMX的好处在于,当时存在的操作系统不必为此而做出任何修改便可以轻松地执行MMX程序。

SSE(Streaming SIMD Extensions,单指令多数据流扩展)指令集是Intel在Pentium Ⅲ处理器中率先推出的,又称互联网SSE指令集。该指令集包括了70条指令,其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD(单指令多数据技术)浮点运算指令、12条MMX整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。

Intel为了对付AMD 3D Now!+指令集,又在SSE的基础上开发了SSE2指令集。该指令集包括144条新建指令,涉及了多重的数据目标上立刻执行一单个的指令(即SIMD)。最重要的是SSE2能处理128位和两倍精密浮点数学运算。处理更精确浮点数的能力使SSE2成为加速多媒体程序、3D处理工程以及工作站类型任务的基础配置。

3D Now!(3D No Waiting)是由AMD公司提出的指令集,并被AMD广泛应用于其K6-2、K6-3以及Athlon处理器上。3D Now!指令集技术其实就是21条机器码的扩展指令集。3D Now!指令集主要针对三维建模、坐标变换 和效果渲染等三维应用场合,在软件的配合下,可以大幅度提高3D处理性能。

AMD后来在Athlon上开发了3D Now!+。这些AMD标准的SIMD指令和Intel的SSE具有相同效能。3D Now!+继续增加至52个指令,包含一些SSE码,因而在针对SSE做最佳化的软件中能获得更好的性能。

Intel(英特尔)(http://www.intel.com.cn)

AMD(超微)(http://www.amd.com) 

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